چالش های ابر رایانه و فن آوری ها یک ابر رایانه تولید گرما می کند و باید خنک شود. خنک سازی بیشتر ابر رایانه ها یک مشکل HVAC بزرگ است . اطلاعات نمی تواند با سرعتی بیشر از سرعت نور بین دو جز یک ابر رایانه جا به جا شود. به همین دلیل، ابر رایانه هایی که چندین متر طول دارند باید دارای زمان پاسخگویی دست کم یک دهم نانو ثانیه باشد. به این خاطر در طرح ابر رایانه ی کری ساخت سیمور کری از کابل های کوتاه ا ستفاده شده بود. ابر رایانه ها مقادیر زیادی داده را در مدت زمان کوتاهی مصرف و تولید می کنند. برای اطمینان از این که اطلاعات به سرعت منتقل و به درستی ذخیره و باز یابی می شود به کاری بیشتر نیاز است . فن آوری هایی که برای ابر رایانه ها شکل گرفته اند عبارتند از: •پردازش برداری •خنک سازی به کمک مایع •دسترسی به حافظه نا یکنواخت(NUMA) •لوح های شیاری ( که اولین نمونه ی ان بعد ها RAID نام گرفت) •سیستم فایل موازی -------------------------------------------------------------------------------- تکنیک های پردازش تکنیک های پردازش برداری اول بار برای ابر رایانه ها توسعه یافت و همچنان در برنامه های کاربردی با کارایی بالامتخصص مورد استفاده قرار می گیرد . تکنیک های پردازش برداری به بازار مجتمع در معماریDSP ودستورهای پردازش SIMD برای رایانه های همه منظور تحلیل یافته است . -------------------------------------------------------------------------------- سیتم عامل سیستم عامل آنها، که اغلب نسخه ای از لینوکس است، با سیستم عامل های دیگر ماشین های کوچکتر تفاوتی ندارند. به هر حال از آنجا که توسعه دهندگان سیستم های عامل منابع برنامه نویسی را محدود کرده اند رابط کاربری ان ها ضعیف تر است. و از این واقعیت منتج می شود که وقتی این رایانه ها که اغلب قیمتی برابر با صد ها هزار دلار دارند به بازار های خیلی کوچک فروخته می شوند بودجه ی R&D آنها اغلب محدود می شود. به طرز جذابی این روندی مداوم در صنعت رایانه بوده است. -------------------------------------------------------------------------------- برنامه نویسی معماری موازی ابر رایانه ها اغلب استفاده از تکنیک های برنامه نویسی خاصی را برای به کار گیری سرعت شان تحمیل می کند .کمپایلر های فرترن تک منظوره سریعتر از کمپایلر های زبان برنامه نویسی C و زبان برنامه نویسی++C کد تولید می کنند بنا بر این فرترن زبان انتخابی برنامه نویسی علمی و بنابر این زبان بیشتر برنامه هایی که در ابر رایانه ها پیاده می شود است. برای بهره گیری از موازی بودن ابر رایانه ها، در خوشه های با اتصال شل از PVM و MPI ودر ماشین های با حافظه مشترک و هماهنگ از OpenMP استفاده می شود . -------------------------------------------------------------------------------- انواع ابر رایانه های همه کاره سه دسته ی اصلی از ابر رایانه های همه کاره وجود دارد: ماشین های مبتنی بر پردازش موازی عملیات های محاسباتی مشترک را در آن واحد بر حجم زیادی از داده انجام شود. رایانه های خوشه ای با کابل کشی کوتاه برای پشتیبانی از تعداد زیادی پردازنده و برای این که حافظه ی آنها بتواند با هم در ارتباط باشد از رابط های مخصوص استفاده می کنند . پردازنده ها و وسایل کابل کشی از ابتدا برای ابر رایانه ها طراحی می شوند.سریعترین ابر رایانه های همه کاره دنیا از این فن آوری استفاده می کنند. خوشه های commodity از تعداد زیادی پی سی های commodity که با شبکه های محلی با پهنای باند زیاد و سرعت عکس العمل کم به هم مرتبطند استفاده می کنند. در سال 2002 قانون مور (Moore) و اقتصاد مقیاس عامل های غالب در طراحی ابر رایانه ها است: در حال حاضر یک رایانه رو میزی جدید از یک ابر رایانه ی 15 ساله قدرتمند تر است، و دست کم برخی از ترفند های طراحی که باعث می شد ابر رایانه های پیشین بهتر از ماشین های رومیزی کنونی کار کنند درون یک commodity pc's جا داده شده اند .از این گذشته , هزینه ی توسعه و تولید تراشه ها باعث می شد تا طراحی تراشه های سنتی برای یک اجرای کوتاه عملا غیر اقتصادی شده وتراشه های تولید انبوه که با داشتن تقاضا های کافی از عهده ی هزینه ی تولید خود بر می آمدند جای آنها را بگیرند . علاوه بر این، بسیاری از مسایلی که توسط ابر رایانه ها انجام می شد به طور ویژه برای موازی سازی ( در اصل، تبدیل کردن به بخش های ریز تر برای این که بتوان در ان واحد بر روی ان ها کار کرد) و به خصوص، موازی سازی نسبتاً زمخت (coarse-grained parallelization) که مقدار اطلاعات مورد نیاز برای انتقال بین واحد های پردازش مستقل از هم را محدود می کند، مناسب است. به همین دلیل برای بسیاری از کار ها می توان " خوشه های" رایانه ای با طرح استاندارد که قابل برنامه نویسی برای کار به صورت یک رایانه ی بزرگ هستند را جایگزین ابر رایانه های سنتی و متداول کرد. بسیاری از این ها از سیستم عامل لینوکس استفاده می کنند، به آنها خوشه های Beowulf گفته می شود. در ابتدای سال 2003 ، ابر رایانه های شماره ی 3 دنیا خوشه ای از commodity است و تحت سیستم عامل لینوکس و با سخت افزار اینتل x86 کار می کند. به هر حال انتظار می رود شماری از پروژه های خوشه ی commodity که تحت لینوکس و با CPU های AMD x86-64 عمل می کنند با سرعت بالاتری کار کنند. اگر این روند تداوم یابد احتمالا لینوکس سیستم عامل استاندارد de facto ابر رایانه ها خواهد شد. در انتهای سال 2003 ابر رایانه های شماره ی 3 دنیا خوشه ای متفاوت بود، VirginiaTech System X که با Mac OS X بر خوشه ای از سیستم های 1,100 G5 کار می کرد.
